Saint Louis University смоделировал термализацию одно- и двухфотонных состояний в нелинейной оптике
В численных экспериментах одно- и двухфотонные состояния, идущие вместе с классическим светом в многомодовой нелинейной системе, термализовались. Фотоны напрямую не взаимодействуют.
Группа из Saint Louis University (SLU), Института Макса Борна и Берлинского университета имени Гумбольдта сообщила о численных экспериментах, в которых квантовый свет термализуется в многомодовых нелинейных оптических системах. Работа опубликована в Science Advances. Результаты расчётные: физический эксперимент не описан. science.org
Science Advancesscience.orgОткрыть источник ↗
Авторы: Шахин К. Оздемир, Рами Эль-Ганайни и Армандо Перес-Лейха из SLU, Фуад Шахрур из Института Макса Борна и университета Гумбольдта, Курт Буш из Института физики университета Гумбольдта и Института Макса Борна.
Квантовый свет рядом с классическим полем
Фотоны переносят информацию с высокой когерентностью и со скоростью света, но напрямую друг с другом не взаимодействуют. Авторы рассмотрели иную схему: квантовый свет распространяется вместе с относительно интенсивными классическими световыми полями в многомодовой нелинейной системе.
В расчётах нелинейная динамика классического света создавала эффективные квантовые взаимодействия между фотонами. Одно- и двухфотонные состояния в таких системах не сохраняли исходное состояние и не просто теряли когерентность. Они термализовались. science.org
Science Advancesscience.orgОткрыть источник ↗
Статистики Рэлея — Джинса и Больцмана
Термализация проявилась в возникновении статистических распределений Рэлея — Джинса и Больцмана. По словам Перес-Лейхи, интенсивная классическая волновая динамика опосредует взаимодействия и связывает макроскопическую нелинейную оптику с микроскопической квантовой механикой.
Авторы заявляют, что метод опирается на стандартные классические оптические структуры, а не на однофотонные нелинейные материалы, которые трудно изготавливать и масштабировать. По их мнению, это даёт управляемую платформу для изучения открытых квантовых систем и термодинамики многих тел.
В работе также говорится, что подход позволяет изучать более широкий круг сложных квантовых явлений, включая некоторые аспекты квантовых фазовых переходов, в доступных классических оптических установках. science.org
Science Advancesscience.orgОткрыть источник ↗
Исследование названо рецензируемым, а метод — компьютерным моделированием. Числа фотонов, размеры систем и параметры смоделированных структур в материале не приведены.
